RNDr. Martin Culek, Ph.D. Geografický ústav MU, Brno BIOGEOGRAFIE RNDr. Martin Culek, Ph.D. Geografický ústav MU, Brno

Biogeografie Cíl: Potkáváme se: Biós ( život) + gé (Země, říše, vlast, krajina) + graphó (píši) Život: Rozšíření nenáhodné Velmi komplexní Objekt studia Předmět studia Definice: Věda o rozšíření (a vývoji) organismů a jejich společenstev v prostoru a čase. Cíl: Potkáváme se:

Překrývání s jinými vědami stejný objekt studia, jiný předmět BIOCENTRICKÉ VĚDY Botanika Zoologie APLIKOVANÉ VĚDY Zemědělství Lesnictví Ochrana přírody

Studium biogeografie BIOGEOSFÉRA BIOGEOSFÉRA - vyjadřuje jednotu Geografie rostlin Geografie vegetace Geografie živočichů Geografie živočišných skupin Vzájemná provázanost Prvotnost Orientace v biologii,

Odvětví biogeografie Geobiocenologie Paleobiogeografie - historie vývoje krajiny na zákl. rekonstrukce geobiocenóz – Biogeografie ostrovů Užitá biogeografie –

Organismus a prostředí Prostředí – souhrn vnějších činitelů působících na organismus. Ekologické podmínky a faktory Ekologické faktory: Abiotické Biotické – Antropogenní (vč. vlivu na abiotické a biotické)

Ekologické faktory - vliv: Na existenci – Na prosperitu – Na změny organismů adaptace: Morfoplastické f. Fyzioplastické f. – fyziologie těla Etoplastické f.

Ekologická valence

Příklad:

Ekologická valence – obecně: Druhy euryvalentní Druhy stenovalentní konkrétně: Druhy eurytermní, euryfotní… Druhy stenotermní, stenofotní… souhrnně: Druhy euryekní Druhy stenoekní Zákon substituce faktorů Zákon o relativní stálosti stanoviště

Rozdíl fyziologického a ekologického optima

Ekologická nika: ZAČLENĚNÍ DRUHU V PROSTŘEDÍ: V potravních sítích V nárocích na další zdroje V prostorových nárocích Požadavky na místa a období Čím ekologické niky podobnější…. Nika – základní – realizovaná

Světlo Hustota zářivého toku Ozářenost Druhy euryfotní x stenofotní Míra světlomilnosti Heliofilní (heliofyty) – Fotofilní (heliosciofyty) Sciofilní (sciofyty) Fotofobní – živočichové, houby, bakterie Efemeroidy

Faktor Teplota Rozhodující – sluneční záření -- homoiotermní INFRAČERVENÉ VIDITELNÉ – Tělesná teplota – poikilotermní -- homoiotermní Eurytermní x stenotermní Stenotermní: termofilní mezotermofilní, psychrofilní (psychrofyty), oreofilní (oreofyty) kryofilní (chionofyty, kryofyty)

Teplota – u rostlin Členění podle průměrných nároků: Poikilotermní – ale: Členění podle průměrných nároků: Megatermy (+ 20 ºC) Mezotermy (15-20 ºC) Mikrotermy (0-14 ºC) Hekistotermy (pod 0 ºC) A. Stejnoměrná teplota: Vysoká – Nízká – B. Výrazné kolísaní teplot: Alpínské – Polární –

Teplota a výšky - Extrémy minimální teplota: dle množství vody: maximální teplota: 50 ºC krátkodobě vyšší (netřesk), řasy a sinice. denní amplituda roční amplituda Max: supi, kondoři: => Maximální výška – Kvetoucí byliny – chrpovníky (Saussurea) Dřeviny – pěnišník sněžný Evropa – Alpy (Finsterahorn v 4273 m) Suchozemská minima bioty – Mrtvé moře Život i na dně hlubokomořských příkopů => Vegetační stupňovitost

Teplota - živočichové Bergmannovo pravidlo – druh v teplejší části areálu je menší, dříve dospívá i umírá Allenovo pravidlo – druh v chladnější části areálu má tělo zavalitější, kratší výběžky těla Glogerovo pravidlo – Výjimky

Allenovo pravidlo_1 L. polární, l. obecná, fenek berberský z. Allenův, z. tmavoocasý, z. měnivý, z. polární

Allenovo pravidlo ? moře - klanonožci Tropické moře: Buchanka r. Oithona Studené moře – vznášivka r. Calanus

Voda – zdroj pro rostliny Většinou z půdy, Vyšší rostliny – kořeny, Živočichové – Gravitační, kapilární a adsorbční voda % vody v půdě Půda suchá fyzicky Organismy: euryhydrické x stenohydrické: Hygrofilní (hygrofyty) Mezofilní (mezofyty) Xerofilní (xerofyty) sukulenty sklerofyty Součinnost s teplotou

Voda – zdroj pro živočichy Suchomilní - Morfologicky – Fyziologicky – štěpením tuků Etologicky – anabióza letní spánek (stepní, polopouštní hlodavci), noční živočichové, odpočívání na nebo pod vegetací, Aridní oblasti – periody rozmnožování Vlhkomilní –

Voda - limita Růst ve vodě – Proud vody – poškozování Poškození deštěm – květy, kroupami Poškození sněhem a námrazou Akumulace sněhu – sněhová pole –

Voda – životní prostředí Moře, jezera, toky, prameny V mořích přistupuje: hloubka vody – tlak – slanost (salinita) – osmotická rovnováha - fyziologická bariéra V tocích přistupuje: Proudění vody – zonace Reofilní organismy –

Vzduch – fyzikální vlivy Teplota, hustota + tlak, proudění Malá hustota – malá nosnost – Tlak: v 5800 m: , nad 6000m – Vítr – deformace korun dřevin - unášení částic zlomy a vývraty, opylující hmyz. Hmyz a ptáci – Zvyšování transpirace – => Vrcholový fenomén Přenos pylu semen pachů Termické proudy – dravci, aeroplankton – Oheň – udržuje urč. stadium sukcese Pyrofyty

Vzduch – chemické vlivy Nedostatek kyslíku – půda, anoxická zóna – Mokřady – aerenchym (říd. pl.), - pneumatofory –, CO2 : 0,03%, rostliny: živočich – SO2 - H2SO3 – kyselé deště – H2S – stojaté vody -

Půda – fyzikální vlivy Soudržnost, vzduch, teplota, vedení tepla – hl. rostliny Zrnitost - (druh) půdy: Petrofyty Chasmofyty Epility – plochy Psamofyty – byliny – stromy – hluboké kořeny Psamofilní živočichové Pelofyty – často zamokřené –, chůdovité kořeny – mangrove, povrchové kořeny Teplota – např. Vedení tepla – půdy fyziologicky chladné, kontrastní, teplé

Půda – chemické vlivy 1 Prvky – zákon minima: x přebytek: Výživa rostlin - makroelementy: - mikroelementy: Prvky – zákon minima: x přebytek: Živočichové – měkkýši – Dle nároků na množství živin Eutrofyty Mezotrofofyty Oligotrofofyty – mokřady - někdy insektivorní

Půda – chemické vlivy 2 Sůl – hl. NaCl, Halofyty x Dusík – Fosfor – často s dusíkem, Vápník – půdy na vápencích – struktura, rychle odvádějí vodu – Alkalické půdy – rychlá mineralizace, půdní koloidy nasyceny Sůl – hl. NaCl, Halofyty x

Půda – chemické vlivy 2 pH dáno H2CO3 : nízké pH – příjem živin, osmoregulace, výměna – Druhy euryiontní x stenoiontní aciofilní (acidofyty) – neutrofilní (neutrofyty, mezofyty) alkalofilní, bazifilní (bazifyty) Bioindikace:

Půda = životní prostředí Živočichové – dočasně x trvale => Mikrozooedafon - do 0,2mm Mezozooedafon - 0,2-2 mm Makrozooedafon - nad 2 mm Megazooedafon – obratlovci Špatný zrak, tvar těla – vrtání, barva půdy = barva těla Na povrchu – přizpůsobení těla –

Konkurence Podobné nároky Vzájemný Rostliny – světlo, Živočichové – potrava, Konkurence interferenční x exploatační součást – Asymetrie konkurečního vztahu Konkurence vnitrodruhová > mezidruhová => vnitrodruhová < mezidruhová => Ekologické niky – podobnost =>

Antropogenní faktory 1. Vliv člověka všestranný, na: Historie vlivu člověka: do 40 000 let př.n.l. 40 000 – 10 500 př. n.l. 10 500 – 6 500 př. n. l. 6 500 – 0 n.l. 0 n. l. – 700 n.l. 700 n.l. – 1250 n.l. 1250 – 1950 n.l. 1950 -

Antropogenní faktory 2. Repatriace (reintrodukce) - ?? Synantropní druhy - Domestikace – Introdukce – cílená x nechtěná Archeofyty x neofyty Neofyty = často Repatriace (reintrodukce) - ??

Antropogenní faktory 3. Přímé vlivy: mýcení lesa - žďáření - Kosení – spásání – Vypalování – mineralizace, vyplavování Sešlap – zvířata, lidé – narušení… Úmyslné výsevy a vysazování, rostliny - pole i lesy – živočichové – Úmyslná likvidace rostlin i živočichů Likvidace biotopů

Antropogenní faktory 4. Nepřímé vlivy: Vysušování – Zavlažování – Hnojení – Akcelerovaná eutrofizace - splach vodou – spad dusíku – Ochuzování půdy – Imise – hl. Pesticidy – vliv i Konkurence zavlečených druhů Zestepnění Opuštění hospodaření – u antrop. podmíněných spol. – Globální změna klimatu

Přizpůsobení organismů prostředí Anabolismus - přizpůsobení Adaptace – „přizpůsobení formou vytváření odchylek a přírodního či umělého prostředí působí Adaptace umožňuje Formy adaptace: - změnami dědič. znaků - modifikace (ekomorfózy) - aklimatizace – Zdatnost (fitness) – schopnost

Přizpůsobení se organismů prostředí 2. Divergence x konvergence znaků Alopatrické druhy – Sympatrické dr. –

Přizpůsobení se organismů prostředí 3. Divergence x konvergence Ekologická vikariace – umožněna konvergencí Speciace – vznik druhů – Kdy – změnou místa, Druh, poddruh, varieta, forma, (kultivar) –

Životní formy 1. Stejné adaptativní znaky (efarmonické) Raunkiaer – rostliny (1905): Fanerofyty, chamaefyty, hemikryptofyty, geofyty, terofyty.

Životní formy v biomech Každý biom – specifické zastoupení životních forem: Tropické lesy – makrofanerofyty, mezofanerofyty Savany - mikrofanerofyty, hemikryptofyty Pouště – geofyty, terofyty Stepi – hemikryptofyty, geofyty, terofyty Subtropické lesy – makrofanerofyty, mezofanerofyty, mikrofanerofyty, nanofanerofyty, geofyty, terofyty Listnaté lesy mírného pásu – makrofanerofyty, mezofanerofyty, mikrofanerofyty, nanofanerofyty, hemikryptofyty, geofyty Tajga (jehličnatá) – makrofanerofyty, mezofanerofyty, nanofanerofyty, chamaefyty, hemikryptofyty Tundra – chamaefyty, hemikryptofyty

Ekosystémy Ekosystém – označuje propojení Ekosystém: Obecný pojem, nevyjadřuje Zavedl Analogie Rus A.N. Sukačev 1942 Analogie Čech A. Zlatník – 60. léta 20. stol. Ekosystém – Tj. neustálá výměna

Sukcese – výklad 1. Import = export. Suma biomasy = V ČR klimax Uspořádaný vývoj bioty na daném místě, kdy klimax. Import = export. Suma biomasy = V ČR klimax

Sukcese – typy Sukcese: endogenní (autogenní) exogenní (alogenní) Sukcese: primární – sekundární – Sukcese: žádoucí – nežádoucí – Sukcese: probíhající - blokovaná –

Průběh sukcese

Primární sukcese na výsypkách

Sekundární sukcese na úhorech (v Českém krasu)

Jedinečnost x Opakovatelnost ekosystémů (dané úhlem zkoumání) Lze zkoumat u každého Příklady: => individuální x typologické